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La nuova generazione Intel di dischi a stato solido (SSD) ultraveloci abbandona il SATA per il PCIe

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La nuova generazione Intel di dischi a stato solido (SSD) ultraveloci abbandona il SATA per il PCIe

La nuova generazione Intel di dischi a stato solido (SSD) ultraveloci abbandona il SATA per il PCIe

Oracle Advanced Replication e replica database con SymmetricDS

La nuova specifica NVMExpress apre la strada ai dischi a stato solido con interfaccia PCI express che consentirà di raggiungere le loro massime prestazioni.

Intel sta portando al massimo le prestazioni dei propri dischi a stato solido (SSD) destinati al mercato dei datacenter, sbarazzandosi di quegli strati dell’interfaccia di emulazione hardware che hanno sinora soffocato le performance degli SSD.

Il 3 Giugno Intel ha annunciato una nuova linea di SSD per datacenter, che utilizza le connessioni fisiche dell’interfaccia PCI express in combinazione con un protocollo di trasmissione dati piuttosto recente e progettato per consentire agli SSD di sfruttare al massimo le potenzialità offerte dalle connessioni PCIe, permettendo una velocità di trasmissione superiore a quella tipicamente consentita dai dischi rigidi.

 

Poiché i dati vengono memorizzati su di un circuito microelettronico e non su un supporto magnetico - accessibile solo attraverso un braccio meccanico, gli SSD sono in grado di leggere e scrivere dati ad una velocità otto o dieci volte superiore a quella dei dischi rigidi.

Ciò potrebbe dare un’enorme spinta alle prestazioni dei computer portatili, fissi o ai server dei datacenter, se non fosse che i veloci SSD devono connettersi al resto del sistema tramite un’interfaccia SATA, pensata originariamente per la connessione con i dischi rigidi, e perciò molto più lenta.

Da un lato, la compatibilità con l’interfaccia SATA ha permesso la crescita del mercato degli SSD, passato da un valore pressoché nullo nel 2008 (anno in cui vennero introdotti per la prima volta da Intel) ad un valore di 2 miliardi di dollari nel 2013, secondo le stime di Jim Handy, analista alla Objective Analysis.

Dall’altro lato però, ciò ha impedito di sfruttare appieno il potenziale degli SSD – persino degli SSD classe Enterpries con interfaccia PCIe, introdotti nel 2007. I livelli delle prestazioni erano tenuti basi dalla necessità di emulare la connessione SATA per mantenere l’interoperabilità.

All’epoca, era possibile portare la velocità degli SSD vicino ai suoi massimi solo se il produttore era capace di progettare un apposito controller in grado di connettere l’interfaccia degli SSD con la memoria primaria tramite una connessione usata per periferiche quali schede audio o video.

Micron e pochi altri hanno tentato quest’approccio con risultati altalenanti dovuti alla complessità dei controller e all’esigenza di modificare costantemente il controller per ogni nuova generazione di PCIe SSD messa in commercio.

Ad ogni modo, anche con tale soluzione gli SSD erano in grado di raggiungere una velocità di lettura/scrittura sequenziale tra i 2 GB/s e i 3 GB/s che - benché di gran lunga migliore di quella raggiunta dai precedenti SSD, non era pressoché comparabile a quella massima raggiungibile tramite PCIe.

Il nuovo trio della famiglia di SSD Intel per datacenter con interfaccia PCIe rimuove il collo di bottiglia costituito dall’interfaccia SATA e la necessità di un controller aggiuntivo, adottando la specifica NVMExpress (NVMe) – progettata sin da principio per le memorie a stato solido, con una gestione più efficiente dei comandi di esecuzione. Inoltre, vi è anche la possibilità di multitasking virtuale tramite l’invio di dati ai differenti core del processore o alle periferiche, passando dall’uno all’altro con poco ritardo.

La nuova specifica supporta inoltre funzionalità specifiche per i datacenter, quali la crittografia end-to-end per la protezione dei dati, il supporto per la virtualizzazione degli I/O e il multipath I/O che aiuta al mantenimento di una distribuzione efficiente dei dati e riduce la latenza nelle applicazioni che ne fanno uso.

La famiglia Intel SSD Data Center per PCIe utilizza le specifiche della PCIe 3.0, che sono già iniziate ad apparire in prodotti commercializzati quest’anno, con banda di 8 Gbit/s, il doppio di quella specificata per la PCIe 2.0.

Il risultato, secondo Intel, saranno prestazioni fino a 6 volte la velocità massima di 6Gbit/s dei SATA SSD.

Intel afferma orgogliosamente che il capostipite della sua nuova famiglia – la serie di SSD per Datacenter P3700 – può eseguire fino a 460K IOPS (I/O Operations Per Second) pari alle prestazioni di ben sette SATA SSD capaci di raggiungere circa 500K IOPS attraverso una scheda di espansione (host bus adapter, HBA).

I processi Intel Xeon, usando la nuova specifica NVMe, sono altresì in grado di trasferire i dati molto più velocemente che non tramite lo standard AHCI. Questo consente di eliminare del tutto le schede HBA, tagliando ulteriormente i costi dell’hardware.

Le unità sono progettate per far fronte ad un carico di lavoro che potrebbe riempire e svuotare tutta la capacità di archiviazione di ciascuna unità 10 volte al giorno garantendo cinque anni di vita.

La più esclusiva delle tre unità – la serie P3700, è progettata per applicazioni che richiedono una massiccia scrittura di dati. L’unità è disponibile in versioni da 400 GB, 800 GB, 1.6 TB e 2TB, con prestazioni nominali fino a 2,800 MB/s per operazioni di scrittura sequenziali e 1,900 MB/s per operazioni di lettura sequenziali. I prezzi per la serie P3700 partono da 1,207$ per il modello da 400 GB.

L’unità di fascia intermedia, la P3600, offre 2,600 MB/s per lettura sequenziale, 1,500 MB/s in scrittura sequenziale e capacità di 400GB, 800GB, 1.2TB, 1.6TB e 2TB con prezzi che partono da 783 $ per la versione da 400GB.

La serie P3500 è valutata a 2,500 MB/sec in lettura sequenziale e 1,500 MB/s in scrittura. Il costo è di $ 500 per il modello da 400GB, con prezzi crescenti per le versioni con capacità da 1,2 TB e 2 TB.

La latenza media di lettura/scrittura per ciascuna delle tre unità è di 20 microsecondi.

Secondo il quotidiano britannico The Register, simili prestazioni sono seconde solo a quelle offerte dal PCIe SSD della Micron (controller-driven) e dal Samsung XS1715, il PCIe SSD basato su NVMe commercializzato dalla Samsung all'inizio dell'anno, ma fanno terra bruciata del restante mercato.

Il risultato è una performance impressionante, con latenza molto bassa, alta efficienza della CPU e prestazioni costanti che rendono il P3700 "una scelta eccellente" come unità aziendale, secondo Anand Lal Shimpi della AnandTech.

Il P3700 dovrebbe essere in grado di sostituire da quattro a sei unità SATA ad alte prestazioni, stando alle stime di Shimpi, il che, ha aggiunto, non solo potrebbe far risparmiare ai datacenter un po' di soldi, ma potrebbe anche essere un grande passo verso SSD con prestazioni abbastanza buone e stabili da poter davvero rimpiazzare l'interfaccia SATA sulle memorie a stato solido, una volta per tutte.

E non passerà molto tempo prima che i nuovi SSD colpiscano il mercato vero e proprio. Il 3 giugno, alla stessa fiera Computex di Taiwan dove Intel ha annunciato la sua NVMe SSD, Super Micro Computer ha annunciato di aver ricevuto la prima fornitura di SSD PCIe Intel per la sua linea di FatTwin SuperServer ad elevata efficienza, progettati per infrastrutture con elaborazione intensiva di dati per la virtualizzazione desktop e per applicazioni di calcolo iperscalabile.

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25 09, 15
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